Реле и транзисторы: как они работают в качестве электронных переключателей . В этой статье собран материал по работе электронных ключей - как они устроены, как работают, как их можно применить в радиолюбительской практике (перевод ? В сущности это просто выключатель (или переключатель) который замыкает/размыкает сильноточную цепь по внешнему электрическому сигналу (тоже входной ток, но намного меньшей мощности). Обычно, когда на вход электронного ключа подается слабый ток управления, ключ замыкается и пропускает через себя мощный ток в силовой цепи. Когда ток управления пропадает, то ключ размыкается и мощный потребитель тока отключается. На фото представлены основные представители электронных ключей - реле и транзисторы. IRFP4. 50 MOSFET, который можно применять в ключевых источниках питания, в генераторах развертки ЭЛТ- мониторов. IRF8. 40. B, тоже довольно мощный транзистор, собрат IRFP4. Может безопасно, продолжительное время, без использования радиатора (или охлаждающего вентилятора) коммутировать токи до 8. A при напряжении 5. V. UPD1. 40. 60. 1: как верно прокомментировал Ross, на самом деле без радиатора IRF8. Вт. Если взять транзистор с сопротивлением канала на 2 порядка меньше, тогда другое дело. Слева транзистор структуры PNP, а справа NPN. Эти транзисторы могут управлять током до 0. A при напряжении 5. V. Обычно транзисторы могут коммутировать ток от 0. A до 1. 4A при напряжении от 5. V до 5. 00. V (см. Не очень правильно будет сравнивать реле с транзисторами MOSFET, но они почти не генерируют тепло и не нуждаются в радиаторах. У этого реле 5 ножек, две подключены к обмотке, а еще три - к контактам на переключение. A, вытащенное из микроволновой печи. Сам приемник потребляет меньше 5m. A, но может при этом переключить ток до 1. A при напряжении 3. V, что составит 3. N3. 05. 5 от старого усилителя звука, со своим родным радиатором. Это устаревшие биполярные транзисторы, и они не настолько эффективны, как современные транзисторы MOSFET. Полевым транзистором MOSFET с Р-каналом или реле? Вместо p-канального можно включить n-канальный, но на затовор. Надо просто подобрать подходящий драйвер полевика с вольтодобавочной цепью. А если к примеру использовать симистор вместо реле (мощность современных. Так вот там как раз стоит MOSFET. Отсюда вывод — не подключать драйвер без симистора, если не хотите фейерверка! Понял то, что МОСФЕТ очень важно правильно открыть и. Однако два таких транзистора в некоторых случаях могут заменить один IRFP4. RC от большой детской радиоуправляемой игрушки - автомобиля. Использует два одинаковых реле для прямого и обратного хода двигателя машинки. Странно, что эти реле системы SPDT, что означает, что у них не используются контакты N/C. DPDT, которые эквивалентны 4 отдельным реле (в каждом из этих реле по 2 контактные группы). Электронные ключи применяются в тех случаях, когда использование простых кнопок и выключателей неудобно или невозможно - например, для запуска автомобильного стартера, или для выключения ядерного реактора, или в электронных проектах, которые по радиосигналу могут управлять включением/выключением освещения или приводом гаражной двери. В этом руководстве будет сделана попытка объяснить самым простым языком, как работают такие электронные ключи. И начнем с самого простого - реле. Работает это точно так же, как если бы контакты замыкались механическим нажатием кнопки, но в случае реле усилие для замыкания берется от магнитного поля обмотки реле. Драйверы электромеханических реле. Компания ON Semiconductor производит широкий ассортимент драйверов для управления низковольтными электромеханическими реле и двигателями постоянного тока.Выходные контакты реле могут управлять очень большой электрической мощностью - на порядки большей, чем прикладываемая мощность к обмотке электромагнита реле. При этом входная цепь обмотки (где действует слабый управляющий ток) полностью изолирована от выходной мощной цепи, что очень важно для безопасного управления высоковольтными нагрузками (2. V и выше). Чаще всего у реле есть 5 контактов - вход 1 (на анимационном рисунке помечен +), вход 2 (на рисунке помечен как - ), COM (COMmon, общий контакт), N/O (Normally Open, по умолчанию разомкнуто, когда обмотка не получает питание), N/C (Normally Closed, по умолчанию замкнуто, когда обмотка не получает питание). Чтобы лучше понять работу реле, вспомним, что эти контакты означают и для чего нужны: Вход 1: один из концов обмотки электромагнита реле, в нашем примере это вход для положительного полюса входного тока для обмотки. Когда на этот контакт приложен плюс напряжения (достаточного, чтобы реле сработало) относительно контакта Вход 2, то реле переключает контакты в активное состояние. ![]() Почти все реле нечувствительны к полярности входного тока, поэтому можно на Вход 1 подать +, а на Вход 2 подать минус, и наоборот, на Вход 1 подать - , а на Вход 2 подать +, и в любом случае реле нормально сработает. Некоторые реле, которые имеют массивный инерционный якорь, могут даже срабатывать от переменного входного напряжения (подробности см. Все то же самое, что и для Вход 1, только полюс в нашем примере отрицательный. COM: это общий электрод выходных контактов переключателя. При срабатывании или отпускании реле этот контакт перекидывается на контакт N/O или N/C (контакты N/O и N/C работают в противофазе, т. COM может быть замкнут либо на N/O, либо на N/C). Контакт COM (как и контакты N/O и N/C) можете использовать по своему усмотрению для коммутации электрической нагрузки. N/C: контакт, который нормально замкнут на COM. Когда на обмотку реле подано рабочее напряжение, то контакты N/C и COM размыкаются. N/O: контакт, который нормально разомкнут с COM. ![]() ![]() Когда на обмотку реле подано рабочее напряжение, то контакты N/O и COM замыкаются. Для улучшения токопроводимости и уменьшения искрения поверхности контактов часто покрывают специальными металлами и сплавами на основе серебра, никеля, ванадия, а иногда для покрытия контактов применяется даже золото или платина (если это реле для коммутации сигналов в качественной аудиоаппаратуре или высокочастотной радиотехнике). Если у Вас есть 9. V батарейка (например . При подключении Вы услышите щелчок, который происходит из- за притягивания якоря реле к сердечнику электромагнита и переключения контактов. При отключении обмотки от батарейки произойдет также щелчок, но слабее. При отключении контакта обмотки от батареи Вы также увидите искру, которая возникает от ЭДС самоиндукции обмотки реле. Если принцип переключения контактов все еще непонятен для Вас, то его можно представить к виде псевдокода и иллюстрирующей процесс анимационной картинки: Если input = on (Power ON, через обмотку течет ток)COM + N/O (COM замкнут на N/O)Иначе (Power OFF, обмотка обесточена)COM + N/C (COM замкнут на N/C). Самый распространенный пример применения - автомобиль. Теперь Вас не должно удивлять, почему Вы слышите щелчки при включении индикаторной лампочки, потому что Вы знаете - это срабатывает электромагнит реле. Мигания лампочки может создавать маленькая микросхема таймера, например 5. NE5. 55, LM5. 55). ![]() Таймер 5. 55 часто используется для создания импульсов (для простого включения и выключения) на любую нужную длительность, однако эта микросхема 5. Так что невозможно просто так, без реле, подключить индикаторные лампочки к таймеру 5. Теперь, если мы будем использовать таймер 5. В этом случае через микросхему таймера будет течь ток около 5. А. Если у Вас дорогая, новая машина, то мало шансов, что Вы услышите щелчки при мигании индикаторных ламп, поскольку современная тенденция - применять везде, где можно, мощные транзисторы MOSFET, а в качестве индикаторных ламп ставить экономичные светодиоды. На интерактивной flash- анимации показан простой сценарий, в котором используются оба контакта N/O и N/C, чтобы включать либо красную, либо зеленую лампу (в зависимости от того, запитана обмотка реле, или нет). Наведите курсор мыши на серый выключатель, и нажмите левую кнопку мыши. При этом красная лампа погаснет, а зеленая загорится. На следующем рисунке показан пример использования реле вместе с таймером NE5. Кратковременное замыкание кнопки S1 запускает формирование длительной выдержки времени, в течение которого реле включено, и замыкает контакты NO и C. По окончании времени выдержки схема возвращается в исходное состояние, реле обесточивается, и становятся замкнутыми контакты NC и C. Такое устройство можно использовать для включения освещения на лестнице - по истечении заданного времени свет автоматически выключится. RC- цепочка, подключенная к выводам 6 и 7 таймера NE5. Диод, подключенный параллельно обмотке реле, защищает микросхему таймера NE5. ЭДС самоиндукции, которое возникает при обесточивании обмотки реле (обмотка обладает значительной индуктивностью). Чтобы схема работала нормально, выбирайте подходящее реле - с током срабатывания не более 2. A (это максимум, который позволяет выход микросхемы таймера) при напряжении от 4. Напряжение питания схемы подберите в соответствии с параметрами реле - от 5 до 1. Вместо микросхемы таймера NE5. AVR, например ATmega. A или ATtiny. 85 . Микроконтроллер точно так же, как и таймер 5. Однако имейте в виду, что выходной допустимый ток у микроконтроллера существенно меньше, а выходное напряжение может меняться только в пределах от 0 до 5. V. Например, для ATmega. A выходной ток не может превышать 4. A на один порт. Поэтому в общем случае для усиления порта микроконтроллера используют транзисторные ключи . Вход транзисторного ключа подключен к микроконтроллеру, а выход - к обмотке реле. Но не успели разобраться, как транзисторы выглядят и по какому принципу работают. На фото показан внешний вид транзисторов различного назначения. Транзистор на сегодняшний день все еще часто используется в электронных схемах, и он является одним из элементарных компонентов радиоэлектроники (наряду с диодами, резисторами и конденсаторами). Несмотря на то, что принцип работы транзистора для новичка трудно понять с первого раза, транзистор по сути очень прост и очень хорошо работает вместе с реле. Как Вы уже наверное заметили, у транзистора 3 ножки, и простые биполярные транзисторы бывают двух типов: PNP и NPN. Самыми первыми появились транзисторы PNP, и они изготавливались на основе полупроводника германия. Потом освоили изготовление транзисторов из кремния, и более распространенными стали транзисторы структуры NPN. Транзисторы обеих структур (PNP и NPN) работают по одинаковому принципу, отличие только в полярности рабочего напряжения питания, и в некоторых параметрах. В настоящее время чаще используют транзисторы NPN. В ключевых схемах назначение транзистора то же самое, что и у реле.
0 Comments
Leave a Reply. |
AuthorWrite something about yourself. No need to be fancy, just an overview. Archives
December 2016
Categories |